Способ изготовления проволоки и ленты из аустенитных сталей

(51) С 21 Р. 9/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Гаврилюк ,И, КрымчанСитник, ских ики АН УССР едовательс- омышленносБелоу - Высокопрочка. М., "Ме ьство ССС2, 1977. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(46) 15,03.85. Бюл. Хф 10 (72) П.Ю. Волосевич, В.Г И.И. Дикий, В.А. Дузь, И ский, А.Н. Семавина, Б.П В.В. Стукалов и С.А. Тер (71) Институт металлофиз и Всесоюзный научно-иссл кий институт метизной пр ти(53) 621. 785, 79 (088, 8) (56) 1. Колпашников А.И сов А.С., Мануйлов В.Ф. ная нержавеющая проволо таллургия", 1971, с. 60.2. Авторское свидетел У 865939, кл. В 21 0 9/5(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ И ЛЕНТЫ ИЗ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ, включающий закалку заготовки, холодную пластическую деформацию и последующий отпуск развернутой нитью о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости против коррозионного растрескивания в средах, содержащих сероводород, отпуск проводят при 630-900 С.о1 11Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано в сталепроволочном производстве при изготовлении пружинной иканатной проволоки и ленты из сталей аустенитного класса,Известен способ производствапроволоки из аустенитных сталей,включающий закалку заготовки, деФормацию волочением, обычно со степенью более 757, и заключительныйотпуск при 300-500 С в течениео0.,2-24 ч 1,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способизготовления проволоки и ленты изнержавеющих сталей аустенитногокласса, включающий закалку заготовки, холодную пластическую деформацию со степенью, ограничивающейполучение мартенсита в стали тридцатью процентами, и кратковременныйетпуск развернутой нитью. Отпускпроволоки в известном способе прооизводят при 350-600 С длительностьюне более 3 минНедостатком известных способовявляется низкая стойкость к коррозионному растрескиванию проволоки(ленты) в средах, содержащих сероводород. Анализ причин коррозионного растрескивания в сероводородных средах показал, что оно связанос интенсивной диффузией атомов серы вдоль образующихся при холоднойпластической деформации дефектовкристаллического строения (дислокационные трубки).Холодная пластическая деформацияуменьшает коэффициент диффузии водорода, являющегося примесью внедрения, но в то же время увеличиваеткоэффициент диффузии серы благодаряусилению эффекта трубочной диффуэииеоОтпуск при 300-600 С усугубляетсклонность к сульфидному растрескиванию из-за схрупчивания, связанного с блокировкой дислокаций атомами примесей внедрения (в основном углерода и азота). Цель изобретения - повышение стойкости против коррозионного растрескивания в средах, содержащихсероводород.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготов 45039 з 30 35 50 55 5 10 15 20 25 40 45 ления проволоки и ленты иэ аустенитных сталей, включающему закалку заготовки, холодную пластическую деформацию и последующий отпуск развернутой нитью, отпуск проводят при 630-900 С.В указанном интервале температур отпуска обеспечивается осаждение на дислокациях .(межфазных поверхностях) атмосфер (сегрегаций, соответственно) из атомов легирующих элементов, входящих в состав аустенитной нержавеющей стали и образующих в стали твердые растворы замещения. Возникающее в результате такой обработки локальное повышение содержания легирующих элементов на дефектах кристаллического строения приводит к связыванию атомов серы в дислокационных атмосФерах (никель, молибден) или к вытеснению их из дислокационных атмосфер (хром). Следствием этого является уменьшение коэффициента дифФузии серы и затруднение ее доступа в зоны высокой концентрации напряжений. Соответственно стойкость проволоки (ленты) к коррозионному; .стрескиванию повышается.При температурах 630 С и выше атмосферы примесей внедрения рассасывается и степень блокировки дислокаций уменьшается. Ввиду увеличения подвижности дислокаций становится возможным протекание в отдельных микрообъемах (в основном в наиболее напряженных зонах - вблизи неметаллических включений, межфазных границ и т.д) начальных стадий рекристаллизации. Таким об- разом, уменьшается число наиболее опасных участков с точки зрения зарождения развития коррозионной трещины, что способствует повышению стойкости. против коррозионного растрескивания;Согласно данным, полученным методом внутреннего трения, при температуре отпуска выше 900 С атмософеры (сегрегации) атомов замещения рассасываются, чем устраняются .препятствия для диффузии серы по дефектам кристаллического строения. Кро-, ме того, при отпускевыше 900 Со рекристаллизационные процессы развиваются уже не в локальных микро- объемах, а по всему объему, металла, что сопровождается резким разупрочП р и м е р , Для обоснования предлагаемого способа проводили испытания лолоднотянутой проволоки из стали типа ОЗХ 20 Н 6 ГЗАМЗ двух составов: 1 - с содержанием азота 0,63%, 11 - с содержанием азота 0,377.Заготовку диаметром 5,3 ммо закаливали с температуры 1150 С и Сталь 1 Сталь 11жв т еТемпература отпуска, СЬ оТемпература отпуска, С Свойства 3 Исход ная 760 Ис ход- (проная тотип) 47010 21 54 60 75 32 5 .17 46 57 64 40 Время до разрушения при коррозиипод напряжением, ч 36 12 46 94 93 30 17 1022 79 81 9 Из представленных в таблице данных видно,что отпуск по известному способу (470 С) вызывает сильное упОрочнение, сопровождающееся резким снижением пластичности, оцениваемой нением. Поэтому верхней границейо температуры отпуска является 900 С,Оптимальным вариантом, обеспечивающим наилучшее сочетание стойкости против коррозионного растрески- вания и прочности, является кратковременный отпуск развернутой нитью.Наилучший эффект применения предлагаемого способа на малоуглеродистых (ниже 0,057 углерода) аустенитных сталях, в том числе на аустенитных сталях, легированных азотом. 1145039 4подвергали холодному волочению ссуммарной деформацией 85,5 Х,Сталь 1 после холодной деформации оставалась чисто аустеиитной,в стали 11 деформация привела кобразовайию йартенсита в количестве15-177.Отпуск проводили раэверйутой нитью в солевых расплавах, при 470,630,1 О 60, 900 и 960 С. Длительность отпуска для стали 1 - 50 с, стали 11 -15 с.Проволоку после отпуска при различных температурах испытывали на15 коррозионное растрескивание приодноосном растяжении с напряжением1300 МПа в ЗХ-ном растворе хлористого натрия, насыщенном сероводородрм до 300 мг/л. Содержание сероводорода в ходе эксперимента поддерживали постоянным.Результаты испытаний приведеныв таблице. еотносительным сужением, а также ухуд шением стойкости против коррозионного растрескивания. Отпуск по предлагаемому способу (630-900 С) восстанавливает пластические свойст145039 Составитель В. КитанскийТехред А,Бабинец Корректор Е. Сирохман Редактор Н. Киштулинец Заказ 112121 Тираж 553 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 .1 ва проволоки и обеспечивает более высокую стойкость к коррозионному растрескиванию в сравнении с исходным состоянием, так и в сравнении с отпуском по известному способу. При этом прочностные свойства проволоки примерно на уровне исходной холоднодеформированной. Отпуск приотемпературе более 900 С приводит к сильному разупрочнению. При этом , . несмотря на высокую пластичность , стойкость против коррозионного растрескивания остается низкой , примерно на уровне исходной холоднодеформированнойпроволоки.Использование предлагаемого способа позволяет решить задачу обеспечения требуемого срока службыпроволоки и канатов, применяемых внефте- и газодобывающей промышленности, и в ряде случаев заменитьдорогостоящие и дефицитные высоко никелевые сплавы более дешевыми нержавеющими сталями. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования способа составляет380 тыс. руб.